1. 6. 2 Биоценоздың құрылымы

Кез келген жүйенің құрылымы – оның бөлімдерінің байланысы мен қатынастарының заңдылықтарында. Биоценоздаң құрылымы көпжақта,олар мынандай аспектыларды бөледі.

Биоценоздың түрлік құрылымы – бұл ондағы әртүрлі түрлердің олардың сандық немесе массалық қатынасы. Биоценоздың бай және кедей түрлерін бөледі.

Жеке түрлердің ролін анықтау үшін олардың сандық сапасын анықтап, санақ жүргізіп алады:

Түрдің өте көп болуы –бір түрдің белгілі бір аудан көлемінде қаншалықты жинақталуында, мысалы, шаянтектестердің 1 дм³ суда немесе тоғандардағы саны.

Кездесетін жиілігі биоценоздағы сол түрдің қаншалықты біртекті немесе әртүрлі таралуында.

Доминантталу көрсеткіші – қарастырылып отырған бір түрдің топтағы барлық түрлердің жалпы санына ара қатынасымен өлшенеді.

Биоценоздың кеңістіктік құрылымы оның өсімдіктік бөлімінің – фитоценоз, жерүсті және жерасты өсімдік массаларының қосындысымен анықталады.

Фитоценоз үшін ярусты және мозаикалық қосылыс тән.

Ярусты дегеніміз –жерүсті өсімдіктерінің бірнеше қабаттағы таралуы (ағаштекті, бұталы, шөптесін және мүктектілер ярусы) және басқалар.

Мозаикалыққа - өсімдіктердің горизонтальды бағыттағы таралуы (микротоптардағы,микроценоздар,микрофиценоздар,парцелдар және т.б.).

Биоценоздың экологиялық құрылымы.Биценоздың бірлестіктің экологиялық құрылымын сипаттайтын түрлі типтері ағзаның экологиялық топтарының қатынасы мен анықталады.

Экожүйелер

Әрбір биогеоценоз, негізінен, екі құрылымды бөліктен, сол аймақтағы тіршілік етуші тірі ағзалардан және сол ағзалар тіршілік ететін орта жағдайларының әсерінінң жиынтығынан тұрады Олардың арасында тығыз байланыс туындап, белгілі бір жүйені құрайды.Ол жүйе экологиялық жүйе деп аталады.

Биоценоздағы тіршілік жағдайлары онда болатын зат айналым әрекетіне тікелей байланысты болады.биогеоценоздағы зат айналым тіршіліктің күрделенуіне байланыстыэволюция барысында үнемі күрделеніп отырады.

Кез келген биогеоценоздың негізін жасыл өсімдіктер (органикалық затты түзушілер) құрайды,олады продуценттер деп атайды.

Сонымен қатар, әрбір биогеоценоз, құрамында өсімдіктер немесе басқада жануарлармен қоректенетін, яғни, дайын органикалық заттарды пайдаланатындар консументтер деп аталады.

Биогеоценоз құрамында (өсімдік пен жануарлар қалдықтарын) ыдыратушыларды – редуценттер деп атайды.

Міне, осылай биогеоценозды құрайтын ағзалардың тіршілік әрекетінің арқасында айналадағы орта мен ағза арасында үздіксіз тұйық айналым түзіледі.Табиғаттағы айналым үшін сырттан үнемі энергия келіп тұруы керек. Ондай энергия көзі -Күн болып табылады.

Биогеоценоздағы күн сәулесінің энергиясы ағзалардың тіршілік әрекетінің нәтижесі арқылы химиялық байланыстар энергиясына, механикалық және ең соңында ішкі энергияға айналады.

Әрбір түр органикалық заттар ыдырағанда бөлінетін энергияның бір бөлігін ғана пайдаланады.Ал сол түрге қажетсіз, бірақ әлі энергиясы мол органикалық заттардың қалған бөлігін басқа ағзалар пайдаланады. Эволюция барысында әрбір биогеоценоздарда бастапқы қоректік заттан өзіне қажетті материалдар мен энергияны алатын өзара бір-бірімен тығыз байланыста болатын түрлер тізбегі қалыптасқан.Көптеген түр дараларының арасындағы мұндай күрделі байланыстарды қоректік тізбектер деп атайды.

Қоркетік тізбектің қай сатысында болмасын соңында органикалық қалдықтар түзіледі. Оларды бактериялар мен ұсақ жәндіктер ыдыратады, осылайша коректік тізбек тұйық жүйе бойынша жүреді.Бұл заңдылық бірін – бірі жеу нәтижесінде жүреді де, коректену тізбегі арқылы жүзеге асады. Тізбек ішінде трофикалық сатысын бөледі.Коректену тізбегінің осылайша жалғасуы экологиялық пирамида ережесі арқылы жүреді.

Экологиялық пирамиданың мына категорияларын бөлуге болады:

1.Сандар пирамидасы – әрбір трофикалық сатыдағы даралар саны.

2.Биомасса пирамидасы -әрбір сатыдағы органикалық заттардың биомассасы.

3.Энергия пирамидасы - әрбір сатыдағы жұмсалған энергия мөлшері.

«Экожүйелер» және «биогеоценоз» ұғымдары бір – бірімен ұқсас,жүйе ішінде айналымда болады, «билгоеценоз» - белгілі бір аймақты қамтиды.Олай болса, билглоценоз жер бетінің белгілі бір бөлшегін алып жатқан, өсімдіктер жиынтығымен немесе – фитоценозбен сипатталады.

Уақыт бірлігіндегі өсімдіктердің органикалық массасын құру бірлестіктегі бірінші өнім деп аталады.

Уақыт бірлігіндегі консументтер массасының өсуі бірлестіктегі екінші өнім деп саналады.

Кез келген биоценоз динамикалы, оларда популяцияға байланысты тіршілік ету жағдайлары мен олардың даралар қатынастары жағынан үнемі өзгерістер болып отырады. Мұндай түрлі өзгерістер әр бірлестіктерде болады,оларды 2 түрлі типке бөлуге болады: тізбекті және түсуші.

Тізбекті өзгерістер бірлестіктегі тәуліктік, мерзімдік және көпжылдық периодты ішкі жағдайлар мен ағзалардың (ішкі) эндогендік ырғақтарының байқалуымен болатын өзгерістерді сипаттайды.

Бірлестіктегі түспелі өзгерістер бірлестікті ақыр аяғында сол бірлестікте басқарушы түрлердің пайда болуына әкеледі.

Осылайша, бірлестіктің өзреруі сукцессия деп аталады. Олар бірінші және екінші деп бөлінеді.

Бірінші суцессия – тіршілігі жоқ жерде тіршілік түғызады.

Екінші сукцессия – бұрын тіршілік болып, түрлі экстремалдық жағдайларға байланысты (өрт,мұздану т.б.)жойылып кеткен жерде тіршілік пайда болуы немесе басқадай ағзалық құрамда қайта қалпына келтіреді.

Экожүйенің тұрақтылығы, биологиялық айналымның сенімді өтуі, түрлердің әртүрлілігіне негізделген және сукцессияның толықтылығы сол бірлестіктің эволюциялық ұзақ өзгерісінен туындаған.

Сабақ № 5.Экожүйедегі түр аралас байланыстың негізгі көріністері.

Дәрістің мақсаты мен жоспары

Жоспар:

1.Түр арасындағы байланыс көріністері (нейтрализм, комменсализм, протокооперация, мутуализм, жыртқыштық, паразитизм).

2.Экологиялық қуыс.

3.Экожүйедегі энергия ағыны және химиялық элементтердің айналымы.

Биотикалық қарым-қатынастар типтері Биотикалық факторлар - бір организмдердің тіршілік етуі барысында басқа организмдерге әсері. Биотикалық қарым- қатынастардың негізгі типтері: бәсекелестік, жыртқыштық, комменсализм,мутуализм,симбиоз,синойкия,паразитизм. Биоңенозда әртүрлі түрлер арасында белгілі бір қарым- қатынастар қалыптасады. Оның негізі қоректік тізбектерге байланысты екені белгілі. Десе де, организмдер арасындағы кеңістіктік қарым-қатынастар да негізгі роль атқарады. Қоректік тізбектер өсімдік, құстар және жануарлар арасында болады.

Бәсекелестік - бір немесе бірнеше түрге жататын организмдердің өзара корек, тұрағы, т.б. ресурстардың жетіспеушілік жагдайьшдағы қарым-қатьшастарының көрінісі. Кезінде Ч.Дарвинтүр ішіндегі бәсекелестікті тіршілік үшін күрестің маңызды әрі жоғарғы формасы ретінде бағалаған. Бұл көрініс өсімдіктер мен жануарлар арасында жиі байқалады.

Мысалы, кәдімгі шыршалардың өздігінен сиреуі немесе құмырсқалардың қырылу арқылы популяңиясын реттеуі жатады. Тұраралық бәсекелестік әр түрге жататын түрлер арасында болады. Ол бірде айқын білінсе, бірде онша байқалмайды. Сондықтан эколог Г.Ф.Гаузеніңзерттеулері бойынша екі түрге жататын популяциялар еш уақытта бір жерде өмір сүре алмайды. Оның біреуі белсенді түр ретінде басымдылық көрсетіп, екіншісін ығыстырады немесе жойып жібереді. Бұл әрине Қоректік ресурсқа тәуелді болған жағдайда іске асады. Кейбір жағдайда бәсекелестік қоректік фактор арқылы емес басқа да (мінез-құлық, . тұрағы үшін, аумақтық т.б.) факторлардың жетіспеуінен де болады.

Жыртқыттык - қорек, аумақ, т.б. ресурстар үшін бірін-бірі өлтіру, қуу, жеу арқылы көрініс береді. Жыртқыштық - түрлер арасында болатын қарым-қатынастардың ең жоғарғы формасы. Жыртқыштық организмдер үшін оңайға туспейді. Ол үшін жыртқыш жемтігін алдымен іздеп тауып, үстауы қажет. д л жемтік өз кезегінде жауынан қорғану үшін жоғары бейім- делушілік қасиетке ие болады. Бұл құбылыстар ғасырлар бойы дамып, организм бойында морфологиялық, физиологиялық, биохимиялық т.б. өзгерістерге алып келді. Олар өсімдіктерде тікен, қабық , жағымсыз иіс түрінде білінсе, жануарлар дүниесінде улы бездер, панцирлер, қорғаныс түстер, мінез- құлкының өзгеруі, түрін өзгерту, денесінің кейбір мүшесін бөліп тастау, қашып кету, жасырыну т.б. құбылыстар арқылы жүзеге асады. Тіпті құстар, тұз тағылары сес көрсетіп, қарсы шабу, қатты дыбыс шығаруға дейін бейімделген. Эволюциябарысында кейбір жыртқыштар жемтігін таңдап жеуге, екіншілері көпқоректілерге айналған. Мәселен, қасқыр көпқоректі болса, ал кейбір құстар тек балықпен қоректенуге бейімделген. Тіпті кейбір ірі жыртқыштар қорегін таңдаумен қатар өзіне тән агрессивті, баяу, кейде пассивті (өлекселермен қоректенетіндер) формалары келіп шыққан.

Сондай-ақ табиғатта жәндіктермен қоректенетін де автотрофты өсімдіктер болады. Олар жәндіктерді еліктіріп, қармап алады да органикалық қышқылдар мен ферменттердің көмегімен қорытады. Жәндіктермен қоректену арқылы өсімдіктер субстраттағы азоттың және басқа жа қоректік заттардың жеткіліксіздігін осылай толтырады. Жәндіктермен қоректенетін 500-ге жуық өсімдіктер белгілі (көпшілігі тропикада кездеседі). Әдетте мұндай өсімдіктер топырақта азот,фосфор, калий элементтері жеткіліксіз жерлерде (суларда, батпақты жерлерде) өседі. Жәндіктерді еліктірудің жолдары да әртүрлі: біреулерінде су асты жапырақтарының қапшық сияқты мүше түзуі, екіншілерінде (непентес) жапырақ сағағының жоғарғы жағы құмыра тәрізді болады. Беті жылтыр болғандықтан жәндіктер одан тайып кетіп отырады. Альдрованда өсімдігінін жапырагы жабысқақ сүйықтық бөлетін қызғылт түкті болып келсе, дионея өсімдігінің жапырақтары қақпан сияқты жабылады . Кейбір өсімдіктер күніне бірнеше ондаған жәндіктермен қоректенеді.

Адам баласы жыртқыштар мен құстарды байқап олардын міңез - құлқына қарай ат қойып, колға үйретіп, мәдени формаларын шығаруға үмтылып отырған. Кейбір кезеңдерде жыртқыш аң мен құстарды «зиянды», «қас жау», «құбыжық» санап көпе-көрнеу қырып-жойып отырған. XIX ғасырдың бас кездерінде жыртқыпггарды (қасқыр, жыртқыш құстар, т.б.) адам баласы жойып тарихта күтпеген экологиялық апаттарға үшырап отырған. Мәселен, касқырларды қырып түз тағыларының арасындағы жұқпалы аурулардың тез таралып андардың қырылуы немесе жыртқыш құстарды қырып керісінше ауру таратқан кеміргіштердің қаптап кетуі (Қытайжерінде) т.б. көптеген факторлар осының айғағы болса керек. Шын мәнінде, жыртқыш жануарлар өте пайдалы организмдер екені қазір баршамызға мәлім. Олар«дала санитары» ретінде биоценоздағы түрлер арасындағы тепе-тендікті сақтап, оның даму ырғағын реттеп отырады. Яғни, жыртқыш - табиғи срыптаудағы негізгі жетекші фактор. Нәтижесінде популяциялардың сапалық құрамы прогрессивті түрде дамып отырады. Ал өз кезегінде жемтік те жыртқышқа тікелей эсер ете отырып, оның прогрессивті дамуына ықпал етеді. Осылайша қарама-қарсылықтың әсері эволюцияның қозі аушы күшіне айналып жыртқыш пен жемтіктің ара салмағын реттеп отыратыны анық.

Паразитизм- бір түр өкілінің екінші бір түр өкілін қорек немесе тіршілік ортасы ретінде пайдалану арқылы тіршілік етуі. Паразиттік құбылыс организмдер арасында тікелей жанасу арқылы бірте-бірте пайда болған. Бұл процестер бактериядан бастагі жоғары сатыдағы организмдер арасында кездеседі. Әсіресе бұл қарым-қатынас вирус, бактерия, саңырауқұлақ, қарапайымдылар, құрттар арасында жиі кездеседі. Сол сияқты өсімдік пен өсімдік, жануар мен жануар, өсімдік пен жануар арасында да паразиттік құбылыс жақсы дамыған.Паразиттердіңқоректі пайдалануына, бейімделуіне қарай монопаразиттер, олиго-полипаразиттер болып жіктеледі. Кейбіреулері сыртқы (эктопаразиттер) және ішкі (эндопаразиттер) паразиттер болып бейімделген. Олардың ішінде пайдалы да немесе өте қауіпті ауру тарататын түрлері де баршылық . Бірақ, олардың қай түрі болмасын табиғатта орны толмас ролі бар. Мәселен, біздің Жерімізде кездесетін зиянкес жәндіктердің паразиттері олардың табиғаттағы санын реттеп ауыл шаруашылығына мол пайда әкеледі. Бір ғана құм тышқанының үстінен ңемес ішкі мүшелерінен паразиттің 19 түрі табылған. Ал адамның ішек- қарын, өкпе, бауырларында кездесетін аскарида, эхинококк, т.б. организмдер паразиттер қатарына жатады.

Паразиттердің көптеген түрлері жұқпалы, тіптен қатерлі аурулар (сүзек, тырысқақ, безгек, энцефалит, оба, т.б.) таратады. Олардың қатарына Қазақстан аумағында жиі кездесетін маса, сона, бүрге, кенелер жатады. Әсіресе республикамыздың шөл- шөлейтті аймағында кездесетін маса, бүрге, кенелердің биологиясын білу олармен күресгі, сақтануды жеңілдетері сөзсіз. Көптеген жануарлар (түлкі, қоян, жыртқыш құстар, қарсақ, т.б.) паразиттерді таратушылар ретінде роль атқарады. Ал Алматы,Шығыс Қазақстаноблыстарының таулы алқаптарында кең таралып отырған жапон энцефалитінің қауіпті паразит екенін бәріміздің білгеніміз жөн.

Симбиоз- екі түрге жататын организмдердің кеңістікте бір- біріне еиібір зиянын тигізбей, керісінше селбесіп пайдалы тіршілік етуі. Мәселен, құмырсқа мен өсімдік биті, шаян мен актиния, акулалар мен жабысқақ балықтар арасындағы селбесіп тіршілік ету осы қарым-қатынасқа жатады. Қыналар - балдыр мен саңырауқұлақтың селбесіп тіршілік етудің көрінісі болып табылады. Өсімдіктердің тамыр жүйесінде, ағашты өсімдіктерде майда тамырлардың сыртын орап (эктомикориза), шөптесін өсімдіктерде тамырлардың ішіне еніп (эндомикориза) селбесіп тіршілік ететін саңырауқұлақтар бар. Олар өсімдіктерді ылғалмен, минералды заттармен қамтамасыз ете отырып, өз кезегінде олардан өздеріне қажетті органикалық заттарды алады.

Комменсализм- бір түрдің қоректік қалдыгымен екінші организм қоректене отырып оған ешбір зиян келтірмеуі. Бұл симбиоздың бір формасы ретінде белгілі. Ал кейде екінші организм біріншісін қозғау құралы немесе қорганысы ретінде де пайдаланады. Мәселен, ірі балықтардың желбезегінде ұсақ балықтар еркін тіршілік етуге бейімделген. Егер де комменсалдар бір-біріне зиян келтіре бастаса оның біреуі паразиттік немесе бәсекелестік жолға түседі.

Мутуализм- әр түрге жататьш организмдердің бір-біріне қолайлы жагдай тұғыза отырып селбесіп тіршілік етуі. Мәселен , тақуа шаян (рак отшельник) мен актиния арасындағы қарым - қатынас немесе құмырсқа мен өсімдік биті арасындағы байланыс осының мысалы.

Зоохария- жануарлардьщ орын ауыстыруы арқылы өсімдіктер туқымдарын кеңістікке тарату құбылысы.Зоохария- өсімдіктер мен жануарлар дүниесінің бір тобының ұзақ жылдар бойы бірлестікте тіршілік етуінің жемісі нәтижесінде өсімдіктер тұқымында жабысқыш ілгектер пайда болып олар құстар, сұтқоректілердің және басқ а да жануарлардың денесіне жабысуға бейімделіп осы арқылы алые кеңістіктерге тарауы.

Өсімдік тұқымдарының мұндай жолмен таралуын - пассивті (эктозоохория) дейді. Ал кейбір өсімдіктердің тұқымдары жануарлардың соңғы өнімдері (экскременттері) арқылы таралады.

Оларды - активті (эндозоохориялық) таралу жолы деп атайды. Аллелопагия- организмдердің денесінен өзіне тән химиялық заттар шығару арқылы қарым-қатынас жасау жолы. Яғни, өсімдіктерден бөлінғен заттар басқа жануарларға теріс немесе жағымды әсерін тиғізетін қасиетке ие болады. Мәселен, кәдімғі жусан иісі көптеген өсімдіктерге (жүгері, картоп, томат, т.б.) теріс әсерін тигізее, ал лобия өсімдігі бидайдың өсуін тежейтін көрінеді.

Өсімдіктерден бөлінетін заттар жануарларға еліктіргіш (аттрактивті) немесе жиркенішті (репеллентті) түрінде әсер етеді. Бұл қасиеттер әсіресе, біртекті қоректілер және паразиттер үшін өте маңызды. Жануарлар да өзінен жағымды кейде жағымсыз келетін әр түрлі белсенді заттар бөліп өзінің жауына қарсы немесе еліктіргіш сигнал беру қасиетіне ие болады. Биологиялық белсенді заттарды көп организмде бөледі. Мәселен, көпке белгілі антибиотиктер: пенициллин, стрептомицин, гиббериллин медицинада жиі қолданылады.

Организмдерге теріс ықпалын тигізу арқылы қарым-қатынас жасаудың тағы бір түрін - аменсализм деп атайды. Кейбір организмдер екіншілер үшін шектен тыс агрессивті болып келеді. Мәселен, кейбір құмырсқалар көршілес құмырсқа илеулерінен жұмыртқа мен личинкаларды тартып әкеліп иелік жасайды. Бұл құбылыс организмдерде болатын инстинктің жоғарғы деңгейдегі көрінісі болса керек. Организмдер арасындағы қарым-қатынастардың кейбір түрлерін 6 кестеден де көруге болады.

Биотикалық факторларға жоғарыда айтылғандай зоогенді (жануарлар әсері), фитогенді (өсімдіктер әсері ) және микробогенді (микроорганизмдердің әсері) факторлар жатады. Мысалы, кейбір өсімдіктер газ тәрізді заттар (фитонцидтер) бөліп шығарады. Ол микроорганизмдерге (бактериялар, саңырау- құлақтар) жойғыш әсер етумен қатар табиғи ортаны сауық- тырады. Ал әртүрлі вирустар мен микроорганизмдер өсімдік- тердің жұқпалы ауруларын кең таратады. Оған мысал ретінде астық дақылдарының тат кеселі мен қаракүйесін, картоп фитофторозын және т.б. келтіруге болады. Сондай-ақ ауру малдар арқылы жануарлар арасында да жұқпалы аурудың кенеттен тарайтын жағдайлары болады.

Организмдер арасьшдагы қарым-қатынастар өте күрделі және алуан түрлі. Оларды шартты түрде тікелей және жанама деп белуге болады. Тікелей байланыс қоректену жолымен анықталады, яғни, өзінің тіршілігіне энергияны кейбір жануарлар өсімдіктерді немесе басқа жануарларды қорек ету арқылы алады. Өз кезегінде олармен басқа организмдер қоректенеді. Жыртқыш-қорек немесе иесі-паразит жүйелеріндегі қарым-қатынас нәтижесі табиғи іріктелуді және бейімделуші қасиеттердің сақталуын қамтамасыз етеді, сөйтіп популяция санының динамикасын анықтайды.

Жанамалық қарым-қатынаста бір организмдер екінші бір организмдерге орта түзушілік, субстрат ролін атқарады. Мысалы, ормандарға жергілікті және Әлемдік орта түзуші қызметі тән. Олар топырақты және суды қорғап отырады. Сонымен қатар ормандарда ағаштардың сыртқы құрылысына байланысты пайда болатын ерекше микроклимат орман жануарларының, өсімдіктерінің өсіп-дамуына жағдай туғызып отырады. Су қоймаларында өсетін өсімдіктер ондағы тіршілік ететін организмдерге өте қажетті оттегінің көзі болып саналады. Өсімдіктер басқа организмдердің тіршілік ортасы болып та табылады. Мысалы, ағаш қабықтарында, тамырларында, жапырақтарында, сабақтарында, жемістерінде көптеген құрт- құмырсқалардың түрлері мен омыртқасыздар тіршілік етеді, ал ағаш қуыстары көптеген құстар мен сүт қоректі жануарлардың мекендейтін жері болып табылады.